OPTIMASI DAYA APLIKATOR GELOMBANG MIKRO …
57
i OPTIMASI DAYA APLIKATOR GELOMBANG MIKRO MENGGUNAKAN METODE KONTROL DAYA SIKLUS INTEGRAL DAN MODULASI LEBAR PULSA Skripsi diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Elektro Oleh Amirul Mahmud NIM.5301415002 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2020
Transcript of OPTIMASI DAYA APLIKATOR GELOMBANG MIKRO …
i
OPTIMASI DAYA APLIKATOR GELOMBANG MIKRO
MENGGUNAKAN METODE KONTROL DAYA SIKLUS
INTEGRAL DAN MODULASI LEBAR PULSA
Skripsi
diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Elektro
Oleh
Amirul Mahmud
NIM.5301415002
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2020
ii
iii
iv
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
1. Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan (Q.S. Al-Insyirah:6)
2. Dan musibah apapun yang menimpa kamu adalah karena perbuatan tanganmu
sendiri, dan Allah memaafkan banyak (dari kesalahan-kesalahanmu) (Q.S. Asy-
Syura:30)
3. Selemah-lemah manusia ialah orang yang tak mau mencari sahabat dan orang
yang lebih lemah dari itu adalah orang yang menyia-nyiakan sahabat yang telah
dicari (Ali bin Abi Thalib)
4. Try not to become a man of success, but rather try to become a man of value
(Albert Einstein)
5. You have to endure caterpillars if you want to see butterflies (Antoine de Saint)
6. There are two ways you can go with pain. You can let it destroy you or you can
use it as fuel to drive you. (Taylor Swift)
PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan kepada:
1. Ayah, Ibu, dan Adik tercinta yang selalu memberikan dukungan dan doa restu;
2. Seluruh keluarga besar yang senantiasa memberikan bantuan dan dukungan;
3. Para guru dan dosen yang telah mendidik dan memberikan bekal ilmu;
4. Sahabat-sahabat tercinta yang telah banyak membantu;
5. Teman-teman seperjuangan Jurusan Teknik Elektro yang telah banyak
menemani dan memberikan bantuan; serta
6. Teman-teman penghuni Kos Violet yang telah menemani dan membantu.
vi
RINGKASAN
Amirul Mahmud. 2020. Optimasi Daya Aplikator Gelombang Mikro Menggunakan Metode Kontrol Daya Siklus Integral dan Modulasi Lebar Pulsa. Dr.-ing Dhidik Prastiyanto, S.T.,M.T. Pendidikan Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang
Optimasi pemanasan karbon aktif menggunakan aplikator gelombang mikro dipengaruhi oleh daya. Oleh karena itu, perlu dirancang sistem pengontrol daya yang dapat mengatur daya aplikator. Sistem pengontrol daya yang telah dirancang pada penelitian terdahulu menggunakan metode kontrol arus anode, metode kontrol fase, dan metode burst mode. Metode-metode tersebut masih memiliki beberapa kelemahan, yaitu bentuk gelombang keluaran yang kurang baik yang dapat merusak transformator, magnetron, dan komponen lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem pengontrol daya yang memiliki performa lebih baik dari metode-metode tersebut.
Metode kontrol daya yang diusulkan dalam penelitian ini adalah metode kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa. Metode ini dilakukan dengan memberikan sinyal kontrol PWM untuk menentukan waktu on-off magnetron. Pengujian sistem dilakukan dengan menggunakan osiloskop dan hasilnya akan dianalisis untuk mengetahui performa dari metode yang diusulkan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode kontrol daya yang diusulkan memiliki performa yang baik dalam mengontrol tegangan catu filamen dan tegangan catu anode magnetron dengan switching loss masing-masing sebesar 0,67% dan 0,83% serta kesalahan daya sebesar 0,74%. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa metode yang diusulkan bekerja paling optimal pada daya 100% atau 900 W dengan nilai switching loss sebesar 0% dan kesalahan daya sebesar 0%.
Kata kunci: Metode kontrol siklus integral, PWM, switching loss, optimasi daya
vii
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul
“Optimasi Daya Aplikator Gelombang Mikro Menggunakan Metode Kontrol Daya
Siklus Integral dan Modulasi Lebar Pulsa”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu
persyaratan meraih gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi S1 Pendidikan
Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang. Shalawat dan salam disampaikan kepada
Nabi Muhammad SAW, mudah-mudahan kita semua mendapatkan syafaatnya di
yaumil akhir nanti, Amiin.
Penyelesaian Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena
itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih serta penghargaan
kepada:
1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum., selaku Rektor Universitas Negeri
Semarang.
2. Dr. Nur Qudus, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri
Semarang.
3. Ir. Ulfah Mediaty Arief M.T., IPM selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Negeri Semarang.
4. Dr.-ing Dhidik Prastiyanto, S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing yang dengan
penuh kesabaran telah memberikan arahan, bimbingan, motivasi, dan saran
kepada penulis.
5. Dra. Dwi Purwanti, A.hT., M.S. dan Arimaz Hangga, S.T., M.T. selaku dosen
penguji skripsi yang telah memberikan saran, tanggapan, dan bimbingan yang
berharga untuk perbaikan skripsi ini.
6. Dr. Widi Astuti, S.T., M.T., Lambang Setyo Utomo, A.Md., dan Arlinto, S.T.,
M.Si. yang telah banyak memberikan bantuan selama kegiatan penelitian di
laboratorium.
viii
7. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Jurusan Teknik Elektro yang telah banyak
memberikan bimbingan dan bantuan selama ini.
8. Keluarga tercinta, terutama Bapak dan Ibu yang selalu memberikan dukungan,
doa, dan semangat dalam penyusunan skripsi ini.
9. Teman-teman Jurusan Teknik Elektro 2015 yang telah membantu selama
kuliah.
10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang turut serta
memberikan dukungan selama penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skipsi ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh
karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para
pembaca. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan penelitian dan ilmu
pengetahuan.
Semarang, 12 Februari 2020
Penulis
Amirul Mahmud
ix
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL……………………………………………………………. i
PERSETUJUAN PEMBIMBING………………………………………………. ii
PENGESAHAN…………………………………………………………………. iii
PERNYATAAN KEASLIAN…..………………………………………………. iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN………………………………………………. v
RINGKASAN…………………..………………………………………………. vi
PRAKATA………………………………………………………………………. vii
DAFTAR ISI……………………………………………………………………. ix
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………. xiii
DAFTAR TABEL….……………………………………………………………. xv
DAFTAR LAMPIRAN.…………………………………………………………. xvi
BAB I PENDAHULUAN.………………………………………………………. 1
1.1 Latar Belakang...……………………………………………………………. 1
1.2 Identifikasi Masalah...………………………………………………………. 5
1.3 Pembatasan Masalah..………………………………………………………. 6
1.4 Perumusan Masalah...………………………………………………………. 6
1.5 Tujuan………....……………………………………………………………. 7
1.6 Manfaat………....……………………………………………………………. 7
BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI..……………………. 9
2.1 Kajian Pustaka...……………………………………………………………. 9
x
2.2 Landasan Teori…......………………………………………………………. 12
2.2.1 Medan Elektromagnetik..…………………………………………………. 12
2.2.1.1 Medan Listrik………...…………………………………………………. 12
2.2.1.2 Medan Magnet..……...…………………………………………………. 13
2.2.1.3 Teori Terjadinya Gelombang Elektromagnetik..…….…………………. 14
2.2.1.4 Spektrum Gelombang Elektromagnetik..………………………………. 16
2.2.2 Gelombang Mikro...………………………………………………………. 17
2.2.3 Pemanasan dengan Gelombang Mikro (Microwave Heating)…........……. 18
2.2.3.1 Sumber Gelombang Mikro………………………………...…........……. 21
2.2.3.2 Saluran Transmisi…………………..……………………...…........……. 23
2.2.3.3 Aplikator Gelombang Mikro……………………….……...…........……. 24
2.2.4 Interaksi Gelombang Mikro dengan Material..……………………………. 24
2.2.5 Daya Gelombang Mikro……………………..……………………………. 26
2.2.6 Teknik Kontrol Daya Siklus Integral dan Modulasi Lebar Pulsa..……….. 27
2.2.7 Triode Alternating Current (TRIAC)………..……………………………. 29
2.2.8 IC MOC3041…………………...…………………………………………. 31
2.2.9 Karbon Aktif (Activated Carbon)…………………………………………. 31
BAB III METODE PENELITIAN.………………………………………………. 33
3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan..……………………………………………. 33
3.2 Alat dan Bahan Penelitian…………….....……….…………………………. 33
3.3 Metode Penelitian...……………....……………………….…………………. 34
3.4 Desain Penelitian...……………....……….……………….…………………. 37
xi
3.4.1 Diagram Blok Sistem Pengontrol Daya..….………………………………. 37
3.4.2 Rangkaian Sistem Pengontrol Daya..….…….……………………………. 38
3.4.3 Pemilihan Komponen Sistem Pengontrol Daya..….………………………. 39
3.4.4 Rangkaian Catu Daya Magnetron……..….………………………………. 41
3.4.5 Penentuan Nilai Variasi Daya..….………………………..………………. 42
3.4.6 Penentuan Frekuensi Sinyal PWM……..….………………………………. 43
3.4.7 Penentuan Duty Cycle Sinyal PWM……….………………………………. 43
3.4.8 Desain Pengujian…………………….....….………………………………. 44
3.5 Parameter Penelitian...……………....……….………………………………. 44
3.6 Teknik Pengumpulan Data.………....……….………………………………. 45
3.7 Teknik Analisis Data...……………....……....………………………………. 46
3.7.1 Analisis Kesalahan……...…………………………………………………. 47
3.7.2 Analisis Switching Loss……………………..………………………………. 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN..………………………………………. 48
4.1 Hasil Pengujian dan Analisis Sinyal Kontrol PWM..………………………. 48
4.1.1 Analisis Kesalahan Frekuensi..………......…….…………………………. 48
4.1.2 Analisis Kesalahan Duty Cycle..………....…….…………………………. 49
4.1.3 Analisis Switching Loss Sinyal PWM.......…….…………………………. 50
4.2 Hasil Pengujian dan Analisis Sinyal Tegangan TRIAC....…………………. 51
4.3 Hasil Pengujian dan Analisis Metode Kontrol Daya Siklus Integral dan Modulasi Lebar Pulsa....………………………………………………………... 54
4.3.1 Perbandingan Hasil Pengujian dengan Teori….…………………………. 54
4.3.2 Analisis Switching Loss Tegangan Catu Filamen……………........……… 55
xii
4.3.3 Analisis Switching Loss Tegangan Catu Anode……………….......……… 58
4.3.4 Analisis Kesalahan Daya…………….....……….………..………………. 59
4.3.5 Analisis Kesalahan Gelombang Sinusoidal.…….………..………………. 60
4.4 Pembahasan…………….…………….....……….…………………………. 62
BAB V PENUTUP..……………....…………...……………….………………. 66
5.1 Kesimpulan...……………...……………………….………………………. 66
5.2 Saran...……………....……….……..………………………………………. 67
DAFTAR PUSTAKA..……………....…………...……………..………………. 68
LAMPIRAN-LAMPIRAN..………....…………...……………..………………. 75
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Medan Listrik yang Ditimbulkan oleh Muatan Listrik.……………. 13
Gambar 2.2 Medan Magnet yang Ditimbulkan oleh Magnet Permanen..………. 13
Gambar 2.3 Gelombang Elektromagnetik…………………... …………………. 15
Gambar 2.4 Mekanisme Pemanasan Dengan Gelombang Mikro ………………. 20
Gambar 2.5 Bentuk Fisik Magnetron ……………………………..……………. 21
Gambar 2.6 Diagram Skematik Magnetron ..……………………..……………. 22
Gambar 2.7 Diagram Aplikator Gelombang Mikro………………….…..……. 24
Gambar 2.8 Kombinasi Teknik Kontrol Siklus Integral dan PWM ...…………. 28
Gambar 2.9 Struktur dan Simbol TRIAC ………………………..……………. 29
Gambar 2.10 Kurva Karakteristik TRIAC ..……………………..……………. 30
Gambar 2.11 Bentuk Fisik dan Diagram Skematik IC MOC3041..……………. 31
Gambar 3.1 Metode Penelitian Eksperimen One-Shot Case Study .……………. 34
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian ……………………………..……………. 36
Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Pengontrol Daya …..………...……………. 37
Gambar 3.4 Rangkaian Sistem Pengontrol Daya.…………………..……….…. 38
Gambar 3.5 Rangkaian Catu Daya Magnetron ……………….…..……………. 41
Gambar 4.1 Hasil Sinyal Kontrol PWM untuk Beberapa Daya………..………. 48
Gambar 4.2 Sinyal Tegangan TRIAC Saat Bekerja ……………………………. 52
Gambar 4.3 Bentuk Gelombang Tegangan TRIAC untuk Beberapa Daya …....... 53
Gambar 4.4 Perbandingan Hasil Pengujian Kontrol Daya……………….…...…. 55
xiv
Gambar 4.5 Bentuk Gelombang Tegangan Catu Filamen untuk Beberapa Daya ……………….…..………………………………………………………… 56
Gambar 4.6 Bentuk Gelombang Tegangan Catu Anode untuk Beberapa Daya… 58
Gambar 4.7 Perbandingan Gelombang Sinusoidal Hasil Pengukuran dengan Gelombang Sinusoidal Acuan ................................................................................ 61
Gambar 4.8 Perbandingan Bentuk Gelombang yang Dihasilkan dengan Kim et al. (2016) .................................................................................................... 63
Gambar 4.9 Perbandingan Bentuk Gelombang yang Dihasilkan dengan Korkua et al. (2016) ............................................................................................... 64
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Hasil Penelitian Terdahulu.………………………………………….. 10
Tabel 2.2 Spektrum Gelombang Elektromagnetik………………………..……. 17
Tabel 3.1 Alat Penelitian ………………………………………………………. 33
Tabel 3.2 Bahan Penelitian ……………………………………………………. 34
Tabel 3.3 Spesifikasi Magnetron Tipe 2M219J.……………………….………. 42
Tabel 3.4 Rancangan Variasi Nilai Daya ……………………………………… 42
Tabel 3.5 Rancangan Nilai Duty Cycle …………………………...……………. 44
Tabel 3.6 Desain Pengujian Sistem Pengontrol Daya ………………...…..……. 44
Tabel 3.7 Pengumpulan Data …………………...……………………………… 45
Tabel 3.8 Teknik Analisis Data …………………...……………………………. 46
Tabel 4.1 Analisis Kesalahan Frekuensi Sinyal PWM ………………………….. 49
Tabel 4.2 Analisis Kesalahan Duty Cycle …………………..…...…………….. 50
Tabel 4.3 Analisis Switching Loss Sinyal PWM …………………....…………. 51
Tabel 4.4 Analisis Switching Loss TRIAC …………………...………………... 54
Tabel 4.5 Analisis Switching Loss Tegangan Catu Filamen …………………..... 57
Tabel 4.6 Analisis Switching Loss Tegangan Catu Anode …………………....... 59
Tabel 4.7 Analisis Daya Keluaran Metode Kontrol Siklus Integral dan PWM … 60
Tabel 4.8 Analisis Kesalahan Gelombang Sinusoidal…………………..………. 62
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Datasheet TRIAC BTA16.………………..………………………. 75
Lampiran 2 Datasheet IC MOC3041 ………………………………………….. 80
Lampiran 3 Desain Layout PCB ………………………………………………. 86
Lampiran 4 Dokumentasi Penelitian.……………………….……………….…. 87
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebagai negara agraris, jumlah limbah biomassa di Indonesia sangat
melimpah (Putra dkk., 2016). Sumber energi dari limbah biomassa memiliki
keuntungan antara lain dapat dimanfaatkan secara lestari karena dapat diperbarui
(Mirmanto dkk., 2017). Saat ini limbah biomassa dipilih sebagai bahan baku
pembuatan karbon aktif karena murah, dapat diperbarui, dan tersedia melimpah di
alam (Mourão et al., 2011). Selain itu, limbah biomassa memiliki kandungan
karbon yang tinggi sehingga sangat menjanjikan untuk dijadikan karbon aktif
dengan karakteristik yang diinginkan (Hesas et al., 2013). Beberapa jenis limbah
biomassa yang sudah pernah diteliti untuk membuat karbon aktif antara lain jerami
padi (Mashhadi et al., 2016), kulit kacang (Georgin et al., 2016 dan Wu et al., 2015),
akar jamur (Cheng et al., 2016), dan kulit delima (Ahmad et al., 2014). Dengan
demikian, pembuatan karbon aktif dari limbah biomassa memiliki keuntungan
ganda: dari sisi ekonomis biaya lebih murah dan dari sisi lingkungan dapat
mengurangi pencemaran lingkungan akibat limbah biomassa (Ferrera-lorenzo et
al., 2014).
Secara umum, ada dua cara yang dapat digunakan untuk memproduksi
karbon aktif, yaitu pemanasan konvensional (pemanasan termal) dan pemanasan
dengan gelombang mikro (Hesas et al., 2013). Pada pemanasan konvensional,
2
energi dihasilkan melalui proses konduksi dan konveksi, sedangkan pada
pemanasan dengan gelombang mikro, energi dihasilkan dari proses rotasi dipol dan
konduksi ionik dalam partikel (Ahmed dan Theydan, 2014). Pada pemanasan
konvensional, energi dihasilkan oleh furnace elektrik (Ferrera-lorenzo et al., 2014)
sehingga distribusi suhu yang seragam sulit diperoleh untuk bentuk dan ukuran
sampel yang bervariasi (Ahmed dan Theydan, 2014). Selain itu, pemanasan
konvensional membutuhkan energi yang besar dan waktu pemanasan yang lama
(Alslaibi et al., 2012). Sementara itu, pada pemanasan dengan gelombang mikro
energi elektromagnetik ditransmisikan pada kecepatan cahaya dan dapat
didisipasikan secara selektif pada lokasi yang diinginkan sehingga proses
pemanasan lebih cepat (Sturm et al., 2014). Pemanasan dengan gelombang mikro
juga bersifat internal dan volumetrik sehingga waktu proses lebih pendek, energi
yang dibutuhkan lebih rendah, dan ukuran pori lebih seragam (Ao et al., 2018).
Selain itu, karbon aktif yang diproses dengan gelombang mikro memiliki dampak
terhadap lingkungan yang lebih rendah dari karbon aktif yang diproses dengan
pemanasan konvensional (Yi et al., 2013). Keuntungan lainnya adalah karbon aktif
yang dibuat dengan gelombang mikro dapat didaur ulang berkali-kali tanpa
merusak strukturnya, justru dapat meningkatkan luas permukaannya (Ania et al.,
2004).
Walaupun pemanasan dengan gelombang mikro memiliki banyak kelebihan
dibanding pemanasan konvensional, untuk mencapai pemanasan yang optimal
bukanlah hal yang mudah. Optimasi pemanasan dengan gelombang mikro salah
satunya dipengaruhi oleh daya gelombang mikro (Mekonnen et al., 2018).
3
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengetahui pengaruh daya gelombang
mikro terhadap kualitas karbon aktif yang dihasilkan. Cheng et al. (2016)
melakukan penelitian terkait pengaruh daya terhadap kualitas karbon aktif yang
dibuat dari limbah akar jamur. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa daya
optimal dicapai pada 800 W dengan kualitas karbon aktif yang paling baik.
Berikutnya, Reis et al. (2016) membuat karbon aktif dari lumpur limbah kota dan
hasil optimal diperoleh pada daya 980 W. Pada tahun yang sama, Duan et al. (2016)
mengolah limbah katun menjadi karbon aktif menggunakan aplikator gelombang
mikro dan hasil optimal dicapai pada daya 640 W. Berdasarkan hasil-hasil tersebut,
dapat disimpulkan bahwa daya optimal untuk masing-masing limbah berbeda.
Mengingat banyaknya penelitian terkait pengaruh daya gelombang mikro terhadap
kualitas karbon aktif, maka diperlukan suatu sistem pengontrol daya agar daya
gelombang mikro dapat diubah-ubah sesuai dengan keperluan tersebut.
Penelitian mengenai perancangan sistem pengontrol daya untuk aplikator
gelombang mikro sudah banyak dilakukan. Heggannavar (2015) merancang sistem
pengontrol daya untuk magnetron dengan daya 1200 W menggunakan metode
kontrol arus anode. Pengontrolan dilakukan dengan menggunakan thyristor dan
mikrokontroler. Sistem yang dirancang tidak dilengkapi dengan rangkaian zero
crossing detector. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem pengontrol daya
yang dirancang dapat mengirim daya ke beban dengan toleransi atau kesalahan
sebesar 2%.
4
Kim et al. (2016) merancang sistem pengontrol daya magnetron untuk
mengendalikan lampu plasma sulfur menggunakan metode burst mode dan zero
voltage switching. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem yang dirancang
bekerja dengan baik dengan efisiensi maksimum sebesar 96,44% pada daya 400 W.
Pada tahun yang sama, Korkua et al. (2016) merancang sistem pengontrol daya
magnetron untuk sistem pengeringan menggunakan metode kontrol fase otomatis
berdasarkan suhu yang dilengkapi dengan zero crossing detector. Perancangan
menggunakan TRIAC dan Arduino Mega untuk mengontrol daya magnetron.
Bentuk gelombang arus yang dihasilkan pada penelitian Kim et al. (2016) masih
kurang bagus karena masih terdapat lonjakan arus yang cukup tajam seperti gigi
gergaji. Sementara itu, bentuk gelombang tegangan yang dihasilkan pada penelitian
Korkua et al. (2016) juga masih kurang bagus karena gelombang sinus yang
dihasilkan tidak terpotong dengan baik.
Berikutnya, Merwe dan Swardt (2017) merancang sistem pengontrol daya
magnetron dengan metode kontrol fase TRIAC yang dilengkapi dengan zero
crossing detector. Penelitian dilakukan dengan mengatur sudut tunda penyalaan
TRIAC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem yang dirancang menghasilkan
peningkatan dalam hal respon waktu dan resolusi daya. Namun, hasil penelitian
juga menunjukkan bahwa semakin besar sudut penyalaan, semakin menurun respon
waktu menjadi lebih lambat. Selain itu, masih terdapat sinyal harmonik yang
dihasilkan yang dapat mengganggu komponen-komponen catu daya magnetron.
5
Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem pengontrol daya magnetron
yang akan digunakan untuk pemanasan karbon aktif dari limbah biomassa. Metode
yang digunakan adalah kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa.
Dalam implementasinya, sistem pengontrol daya dilengkapi dengan zero crossing
detector agar proses switching dapat dilakukan secara tepat saat tegangan berada
pada titik nol. Sinyal PWM dibangkitkan oleh mikrokontroler agar mudah dalam
aplikasinya. Penelitian ini bertujuan untuk mengatasi beberapa kelemahan dari hasil
penelitian sebelumnya. Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan sistem
pengontrol daya yang optimal dengan kesalahan yang lebih kecil dari hasil
penelitian sebelumnya dan bentuk gelombang yang lebih baik. Dengan demikian,
diharapkan proses pemanasan karbon aktif dengan aplikator gelombang mikro
dapat berjalan dengan lebih optimal.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat diidentifikasi permasalahan
sebagai berikut.
1. Optimasi pemanasan gelombang mikro dipengaruhi oleh daya sehingga
diperlukan adanya sistem pengontrol daya untuk mengetahui pengaruh
tersebut.
2. Optimasi pemanasan karbon aktif menggunakan gelombang mikro dari
berbagai jenis limbah terjadi pada daya yang berbeda-beda sehingga perlu
adanya variasi daya aplikator.
6
3. Sistem pengontrol daya yang dirancang pada penelitian sebelumnya masih
memiliki kesalahan sebesar 2% dan bentuk gelombang yang dihasilkan
masih kurang baik sehingga perlu dirancang sistem pengontrol daya yang
memiliki performa lebih baik.
1.3 Pembatasan Masalah
Agar penelitian dapat berfokus pada tujuan yang akan dicapai, diperlukan
pembatasan masalah sebagai berikut.
1. Pengontrolan daya magnetron menggunakan metode kontrol daya siklus
integral dan modulasi lebar pulsa.
2. Sistem pengontrol daya yang dirancang memiliki enam variasi daya, yaitu
50%, 60%, 70%, 80%, 90%, dan 100%.
3. Sistem pengontrol daya yang dirancang diaplikasikan pada tegangan
masukan 220 V dan dapat mengalirkan arus maksimum sebesar 16 A.
4. Sinyal kontrol PWM yang digunakan memiliki frekuensi 5 Hz.
5. Analisis hasil penelitian hanya berfokus pada kesalahan switching dengan
meniadakan pembahasan mengenai harmonik dan efisiensi.
1.4 Rumusan Masalah
Pada penelitian ini, dirumuskan permasalahan sebagai berikut.
1. Bagaimana performa sinyal kontrol PWM yang dihasilkan oleh sistem
pengontrol daya?
7
2. Bagaimana performa sistem pengontrol daya magnetron menggunakan
metode kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa?
3. Berapa daya optimal yang dapat dikontrol oleh sistem pengontrol daya
menggunakan metode kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa?
1.5 Tujuan
Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Mengetahui performa sinyal kontrol PWM yang dihasilkan oleh sistem
pengontrol daya.
2. Mengetahui performa sistem pengontrol daya magnetron menggunakan
metode kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa.
3. Mengetahui daya optimal yang dapat dikontrol oleh sistem pengontrol daya
menggunakan metode kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa.
1.6 Manfaat
Manfaat yang diharapkan akan diperoleh dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut.
1. Melakukan inovasi teknologi yang dapat digunakan untuk memudahkan
penelitian terkait optimasi pemanasan karbon aktif dari berbagai jenis
limbah biomassa.
8
2. Menciptakan sistem pengontrol daya yang dapat diterapkan pada aplikator
gelombang mikro.
3. Memperkaya hasil penelitian di bidang teknik elektro yang dapat dijadikan
referensi untuk penelitian selanjutnya.
9
BAB II
KAJIAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Kajian Pustaka
Penelitian tentang optimasi daya pemanasan karbon aktif dari limbah
biomassa menggunakan aplikator gelombang mikro sudah banyak dilakukan.
Beberapa penelitian tersebut antara lain penelitian yang dilakukan oleh Cheng et al.
(2016), Reis et al. (2016), dan Duan et al. (2016).
Cheng et al. (2016) mengolah akar jamur menjadi karbon aktif
menggunakan gelombang mikro dan aktivasi asam fitat. Penelitian bertujuan untuk
mengetahui pengaruh daya radiasi gelombang mikro terhadap pori-pori karbon aktif
yang terbentuk. Pemanasan sampel dilakukan selama 15 menit dengan variasi daya
gelombang mikro 600 W, 700 W, dan 800 W. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
karbon aktif yang terbentuk memiliki luas permukaan maksimum sebesar 1024
m2/g pada daya 800 watt.
Berikutnya, Reis et al. (2016) melakukan penelitian untuk membandingkan
proses pembuatan karbon aktif dari lumpur limbah menggunakan metode
pemanasan konvensional dan pemanasan gelombang mikro. Hasil optimal untuk
pemanasan konvensional diperoleh pada suhu 500℃ dan waktu pemanasan 15
menit. Pemanasan dengan gelombang mikro dilakukan pada daya 700 W, 840 W,
dan 980 W. Hasil optimal diperoleh pada daya 980 W dan waktu pemanasan 12
menit.
10
Pada tahun yang sama, Duan et al. (2016) melakukan penelitian terkait
pemanasan karbon aktif dari katun dengan gelombang mikro. Pemanasan dilakukan
dengan daya 320 W, 480 W, 640 W, 800 W, dan 960 W. Karbon aktif yang
dihasilkan memiliki luas permukaan maksimum 1370 m2/g dan volume pori total
0,98 cm3. Hasil tersebut dicapai dengan pemanasan selama 10 menit pada daya 640
W dengan konsentrasi asam fosfat 50%. Karbon aktif tersebut kemudian diuji untuk
mengadsorpsi methylene blue (MB). Hasil pengujian menunjukkan bahwa karbon
aktif yang dihasilkan memiliki kapasitas adsorpsi 476 mg/g.
Tabel 2.1 Hasil Penelitian Terdahulu
Peneliti Jenis Limbah
Biomassa
Kondisi Optimal
Daya
(watt)
Waktu pemanasan
(menit)
Cheng et al. (2016) Akar jamur 800 15
Reis et al. (2016) Lumpur limbah kota 980 12
Duan et al. (2016) Kapas medis 640 10
Berdasarkan Tabel 2.1, penelitian-penelitian tersebut juga mengungkapkan
bahwa proses pemanasan karbon aktif yang optimal dicapai pada kondisi yang
berbeda-beda bergantung pada jenis limbah yang digunakan. Oleh karena itu,
penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem pengontrol daya yang dapat
diterapkan pada aplikator gelombang mikro. Dengan demikian, aplikator
gelombang mikro dapat digunakan untuk optimasi proses pemanasan karbon aktif
dari berbagai jenis limbah biomassa.
11
Penelitian mengenai perancangan sistem pengontrol daya untuk aplikator
gelombang mikro sudah banyak dilakukan. Heggannavar (2015) merancang sistem
pengontrol daya magnetron berdaya 1200 W dengan metode kontrol arus anode.
Sistem pengontrol daya dilengkapi dengan menggunakan thyristor dan
mikrokontroler. Namun, sistem yang dirancang tidak dilengkapi dengan rangkaian
zero crossing detector. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem pengontrol
daya yang dirancang dapat mengirim daya ke beban dengan toleransi atau kesalahan
sebesar 2%.
Kim et al. (2016) merancang sistem pengontrol daya magnetron untuk
mengendalikan lampu plasma sulfur. Metode kontrol daya yang digunakan adalah
burst mode dan zero voltage switching. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem
yang dirancang bekerja dengan baik dengan efisiensi sebesar 96,44% pada daya
400 W dan 95,67% pada daya 200 W. Pada tahun yang sama, Korkua et al. (2016)
merancang sistem pengontrol daya magnetron untuk sistem pengeringan. Metode
kontrol daya yang digunakan adalah metode kontrol fase otomatis berdasarkan suhu
yang dilengkapi dengan zero crossing detector. Perancangan dilengkapi dengan
TRIAC dan Arduino Mega untuk mengontrol daya magnetron. Hasil pengujian
menunjukkan bahwa sistem yang dirancang dapat bekerja dengan baik. Namun,
bentuk gelombang arus yang dihasilkan kurang halus dan masih terdapat lonjakan
arus yang cukup besar dan tajam.
Berikutnya, Merwe dan Swardt (2017) merancang sistem pengontrol daya
magnetron dengan metode kontrol fase TRIAC yang dilengkapi dengan zero
crossing detector. Penelitian dilakukan dengan mengatur sudut tunda penyalaan
12
TRIAC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem yang dirancang menghasilkan
peningkatan dalam hal respon waktu dan resolusi daya. Namun, hasil penelitian
juga menunjukkan bahwa semakin besar sudut penyalaan, semakin menurun respon
waktu. Selain itu, masih terdapat sinyal harmonik yang dihasilkan yang dapat
mengganggu catu daya magnetron.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem pengontrol daya magnetron
yang akan digunakan untuk pemanasan karbon aktif dari limbah biomassa. Metode
yang digunakan adalah kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa.
Dalam implementasinya, sistem pengontrol daya dilengkapi dengan zero crossing
detector agar proses switching dapat dilakukan secara tepat saat tegangan berada
pada titik nol. Sinyal PWM dibangkitkan oleh mikrokontroler agar mudah dalam
aplikasinya. Sistem pengontrol daya yang dirancang diharapkan untuk
memperbaiki kekurangan-kekurangan penelitian sebelumnya.
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Medan Elektromagnetik
2.2.1.1 Medan Listrik
Medan listrik adalah daerah atau ruang di sekitar muatan listrik yang masih
dipengaruhi oleh gaya listrik. Medan listrik umumnya digambarkan sebagai garis-
garis gaya yang mewakili lintasan yang ditempuh oleh partikel muatan yang
bergerak karena gaya listrik (Meredith, 1998). Gambar 2.1 menunjukkan medan
13
listrik yang ditimbulkan oleh muatan listrik listrik positif dan negatif. Medan listrik
berbentuk radial dan arahnya keluar dari muatan positif dan menuju muatan negatif.
Sumber: (Rediansyah et al., 2015)
Gambar 2.1 Medan Listrik yang Ditimbulkan oleh Muatan Listrik
2.2.1.2 Medan Magnet
Sumber: (Meram dan Onen, 2019)
Gambar 2.2 Medan Magnet yang Ditimbulkan oleh Magnet Permanen
Medan magnet adalah daerah atau ruang di sekitar magnet yang masih
dipengaruhi oleh gaya magnet. Medan magnet umumnya digambarkan sebagai
garis-garis gaya magnet. Gambar 2.2 menunjukkan medan magnet yang
14
ditimbulkan oleh suatu magnet permanen. Medan magnet membentuk sirkuit
tertutup dan arahnya keluar dari kutub utara dan menuju kutub selatan.
2.2.1.3 Teori Terjadinya Gelombang Elektromagnetik
Hukum-hukum yang mendasari terjadinya gelombang elektromagnetik
adalah sebagai berikut.
1. Hukum Coulomb dan Hukum Gauss menyatakan bahwa muatan listrik statis
dapat menimbulkan medan listrik di sekitarnya.
2. Hukum Ampere dan Hukum Biot-Savart menyatakan bahwa muatan listrik
yang bergerak (arus listrik) akan menimbulkan medan magnet di sekitarnya.
3. Hukum Faraday menyatakan bahwa medan magnet yang berubah-ubah
terhadap waktu akan menghasilkan medan listrik yang berubah-ubah pula.
4. Hipotesis Maxwell menyatakan bahwa jika medan magnet yang berubah-
ubah dapat menimbulkan medan listrik yang berubah-ubah, maka ada
kemungkinan sebaliknya, yaitu medan listrik yang berubah-ubah dapat
menimbulkan medan magnet yang berubah pula. Hipotesis Maxwell
dirumuskan dalam empat buah persamaan matematis berikut.
∇ × � = ��
�� (1)
∇ × � = ��
��+ � (2)
∇ ∙ � = 0 (3)
15
∇ ∙ � = � (4)
Dengan E merupakan vektor medan listrik, H merupakan vektor medan
magnet, D merupakan vektor kerapatan fluks listrik, B merupakan vektor
kerapatan fluks magnet, I merupakan vektor kerapatan arus, dan ρ
merupakan kerapatan muatan.
Maxwell juga merumuskan kecepatan gelombang elektromagnetik yang
besarnya diperkirakan sama dengan kecepatan cahaya c = 3 x 108 m/s. Hal
ini dibuktikan oleh Hertz pada tahun 1887 melalui percobaan dan diperoleh
hasil bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik tepat sama dengan
kecepatan cahaya, yaitu sebesar 3 x 108 m/s.
Sumber: (Geiger, 2004)
Gambar 2.3 Gelombang Elektromagnetik
16
Gambar 2.3 menunjukkan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari
medan listrik dan medan magnet. Proses terjadinya gelombang elektromagnetik
dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Muatan listrik menimbulkan medan listrik di sekitarnya dengan arah radial.
2. Ketika muatan listrik digerakkan, maka medan listrik yang arahnya radial
akan membentuk sirkuit tertutup sehingga timbul medan magnet.
3. Selanjutnya, medan magnet yang membentuk sirkuit tertutup akan kembali
terbuka sehingga timbul medan listrik.
4. Proses perubahan medan listrik menjadi medan magnet dan sebaliknya
berlangsung secara terus menerus dan saling timbal balik sehingga
terbentuk medan listrik dan medan magnet sinusoidal yang merambat ke
segala arah dengan arah saling tegak lurus.
5. Proses perambatan medan listrik dan medan magnet menghasilkan
gelombang elektromagnetik.
2.2.1.4 Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik terdiri dari beberapa jenis yang disebut dengan
spektrum gelombang elektromagnetik. Tabel 2.2 menunjukkan spektrum
gelombang elektromagnetik berdasarkan frekuensi dan panjang gelombang.
17
Tabel 2.2 Spektrum Gelombang Elektromagnetik
No. Spektrum Panjang Gelombang (m) Frekuensi (Hz)
1 Sinar Gamma 10-14 – 10-10 3 x 1018 – 3 x
2 Sinar X 10-12 – 10-8 3 x 1016 – 3 x
3 Sinar Ultraviolet 10-8 – 0,4 x 10-6 7,5 x 1014 – 3 x
4 Cahaya Tampak 0,4 x 10-6 – 0,7 x 10-6 4,3 x 1014 – 7,5 x
5 Sinar Inframerah 0,7 x 10-6 – 3 x 10-3 1011 – 4,3 x 1014
6 Gelombang Mikro 3 x 10-4 – 1 3 x 108 – 1012
7 Gelombang Radio 10-2 – 105 3 x 103 – 3 x 1010
Sumber: (DeRoos et al., 1993)
2.2.2 Gelombang Mikro
Gelombang mikro (microwave) termasuk salah satu spektrum gelombang
elektromagnetik. Gelombang mikro adalah suatu bentuk radiasi elektromagnetik
dalam bentuk penyebaran energi dalam vakum dengan kondisi material tidak
bergerak (Aguilar-reynosa et al., 2017). Gelombang mikro memiliki panjang
gelombang 1 milimeter hingga 1 meter dengan frekuensi 0,3 GHz – 300 GHz
(Salazar-gonzález et al., 2012). Frekuensi yang paling umum digunakan untuk
pemanasan dengan gelombang mikro adalah 0,915 GHz dan 2,45 GHz (Thostenson
dan Chou, 1999). Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik yang
terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus (Mishra dan
Sharma, 2016). Ketika gelombang mikro bertemu dengan suatu medium,
gelombang tersebut dapat dipantulkan, diserap, ditransmisikan, ataupun kombinasi
dari ketiganya (Sun et al., 2016).
18
2.2.3 Pemanasan dengan Gelombang Mikro (Microwave Heating)
Pemanasan dengan gelombang mikro (microwave heating) adalah suatu
proses ketika energi elektromagnetik masuk ke dalam produk yang dipanaskan
dalam bentuk gelombang elektromagnetik dan diubah menjadi panas ketika di
dalam produk (Imenokhoyev et al., 2013). Pemanasan dengan gelombang mikro
menggunakan energi dari gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk
memanaskan material dielektrik (Bradshaw et al., 1998). Pemanasan dengan
gelombang mikro berbeda dengan pemanasan konvensional dalam hal bahwa panas
dapat secara langsung diarahkan ke material tanpa memanaskan udara di sekitarnya
(Imenokhoyev et al., 2013). Energi gelombang mikro dikirim secara langsung ke
material melalui interaksi molekul dengan medan elektromagnetik (Sun et al.,
2016).
Pemanasan dengan gelombang mikro sudah banyak digunakan dalam
pembuatan karbon aktif. Pemanasan dengan gelombang mikro memerlukan waktu
sepuluh kali lebih cepat dibanding proses pemanasan lainnya sehingga konsumsi
energi dapat berkurang (Decareau dan Peterson, 1986). Teknologi ini merupakan
salah satu metode alternatif untuk pemanasan konvensional dan sudah digunakan
secara luas di berbagai bidang karena efisiensi dan kemudahan dalam
penggunaannya (Rodriguez-jasso et al., 2013). Gelombang mikro yang digunakan
untuk pemanasan biasanya memiliki rentang frekuensi 2,4 GHz – 2,4853 GHz.
Jangkauan frekuensi tersebut sudah dapat menghasilkan pemanasan yang homogen
dan efisien (Aguilar-reynosa et al., 2017).
19
Pemanasan dengan gelombang mikro sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat
dielektrik material karena material dielektrik dapat terpolarisasi oleh medan listrik
dan juga memiliki interaksi elektromagnetik yang baik (Stuerga, 2006). Selain sifat-
sifat dielektrik, parameter lain yang dapat mempengaruhi penyerapan dan transfer
gelombang mikro untuk mencapai pemanasan yang seragam antara lain komposisi
kimia, penyebaran panas, konduktivitas panas, ukuran partikel, dan massa jenis
material (Chandrasekaran et al., 2013 dan Lyng et al., 2014).
Pemanasan dengan gelombang mikro memiliki beberapa keunggulan
sebagai berikut.
1. Perpindahan panas lebih cepat dan waktu reaksi lebih singkat (Farag et al.,
2012).
2. Pemanasan bersifat dielektrik, volumetrik, dan selektif karena pemanasan
dikhususkan untuk molekul-molekul yang memiliki dipol (Binner et al.,
2014).
3. Energi pemanasan lebih efisien sehingga biaya juga lebih efektif (Lin et al.,
2014).
4. Tidak ada kontak langsung antara material yang dipanasi dengan sumber
panas sehingga dapat mencegah pemanasan berlebih pada permukaan
material (Xie et al., 1999).
5. Ramah lingkungan (Cheng et al., 2011).
Sementara itu, kelemahan utama pemanasan dengan gelombang mikro adalah
distribusi daya yang tidak merata pada material yang tidak homogen dalam hal
20
komposisi, geometri, dan ukuran sehingga menyebabkan pemanasan berlebih
(Aguilar-reynosa et al., 2017).
Menurut Aguilar-reynosa et al. (2017), perambatan panas dalam proses
pemanasan dengan gelombang mikro dilakukan melalui dua cara seperti
ditunjukkan pada Gambar 2.4. Kedua cara tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.
Sumber: (Aguilar-reynosa et al., 2017)
Gambar 2.4 Mekanisme Pemanasan Dengan Gelombang Mikro
1. Konduksi ionik terjadi ketika terdapat ion-ion bebas atau spesi ionik dan
molekul-molekul berorientasi akibat gerakan ion yang dihasilkan dalam medan
listrik sehingga menyebabkan pemanasan yang cepat. Jika larutan lebih rapat,
maka terjadi lebih banyak getaran sehingga lebih banyak energi kinetik yang
diubah menjadi panas.
21
2. Rotasi dipol yang mengacu pada suatu interaksi ketika molekul-molekul polar
mencoba untuk menyelaraskan diri dengan perubahan medan listrik.
Pergerakan tersebut menyebabkan gesekan antarmolekul dan kemudian
mengirim energi panas sebagai hasil dari rotasi molekul.
Menurut Thostenson dan Chou (1999), sistem pemanasan dengan
gelombang mikro memiliki tiga bagian utama, yaitu sumber gelombang mikro,
saluran transmisi, dan aplikator. Sumber gelombang mikro menghasilkan radiasi
elektromagnetik, saluran transmisi mengirimkan energi elektromagnetik dari
sumber ke aplikator, sedangkan aplikator merupakan tempat terjadinya penyerapan
dan pemantulan energi elektromagnetik oleh material.
2.2.3.1 Sumber Gelombang Mikro
Sumber: (Gimersky dan Ernst, 2015)
Gambar 2.5 Bentuk Fisik Magnetron
Menurut Thostenson dan Chou (1999), sumber gelombang mikro umumnya
berupa tabung vakum. Tabung vakum yang sudah digunakan untuk pemanasan
22
dengan gelombang mikro antara lain magnetron, travelling wave tubes (TWT), dan
klystron. Magnetron dengan bentuk fisik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5
adalah sumber gelombang mikro yang efisien dan reliabel. Tabung magnetron
menggunakan struktur resonansi untuk menghasilkan medan elektromagnetik
sehingga hanya mampu menghasilkan medan elektromagnetik dengan frekuensi
yang tetap. Sementara itu, TWT dapat digunakan untuk menghasilkan frekuensi
gelombang mikro yang bervariasi.
Sumber: (Meredith, 1998)
Gambar 2.6 Diagram Skematik Magnetron
Dalam tabung vakum, anode memiliki potensial yang lebih tinggi dari
katode. Perbedaan potensial tersebut menghasilkan medan listrik yang kuat, dan
katode dipanaskan untuk melepaskan elektron valensi. Saat dilepaskan dari katode,
23
elektron akan dipercepat terhadap katode oleh medan listrik. Diagram skematik dari
magnetron ditunjukkan pada Gambar 2.6. Dalam suatu magnetron, magnet
eksternal digunakan untuk menghasilkan medan magnet yang tegak lurus dengan
medan listrik. Medan magnet akan menghasilkan gaya pada elektron sehingga
elektron dipercepat ke anode. Gaya tersebut menyebabkan elektron bergerak dalam
lintasan spiral sehingga membentuk perputaran awan elektron. Ketika elektron
melewati rongga-rongga resonan (resonant cavities), rongga-rongga (cavities)
tersebut akan menghasilkan osilasi pada awan elektron dengan frekuensi yang
bergantung pada ukuran cavities. Energi elektromagnetik digabung dari salah satu
resonant cavities ke saluran transmisi melalui kabel koaksial atau waveguide.
3.2.3.2 Saluran Transmisi
Menurut Thostenson dan Chou (1999), saluran transmisi berfungsi untuk
menghubungkan energi dari sumber gelombang mikro dengan aplikator. Dalam
sistem daya rendah, saluran transmisi menggunakan kabel koaksial yang serupa
dengan kabel televisi. Pada frekuensi dan daya tinggi, rugi daya yang timbul pada
kabel koaksial cukup signifikan sehingga kurang efektif. Pada pemanasan
gelombang mikro dengan frekuensi tinggi, waveguide sering digunakan sebagai
saluran transmisi. Waveguide berupa tabung berongga sebagai tempat menyebarnya
gelombang elektromagnetik. Penyebaran gelombang mikro dalam waveguide dapat
terjadi dalam dua mode, yaitu mode transverse electric (TE) dan mode transverse
magnetic (TM).
24
2.2.3.3 Aplikator Gelombang Mikro
Aplikator gelombang mikro adalah tempat terjadinya pemantulan dan
penyerapan gelombang mikro oleh material. Gambar 2.7 menunjukkan diagram
aplikator gelombang mikro.
Sumber: (Aguilar-reynosa et al., 2017)
Gambar 2.7 Diagram Aplikator Gelombang Mikro
2.2.4 Interaksi Gelombang Mikro dengan Material
Interaksi antara gelombang mikro dengan material terjadi melalui proses
polarisasi dan konduksi (Clark dan Sutton, 1996). Polarisasi melibatkan
perpindahan muatan dalam waktu singkat melalui pembentukan dan rotasi dipol
elektrik, sedangkan konduksi memerlukan perpindahan muatan dalam waktu yang
lebih lama. Pada kondisi tertentu, proses polarisasi dan konduksi tidak dapat
25
dipisahkan satu sama lain dan bekerja bersama dalam menghasilkan panas (Sun et
al., 2016).
Menurut Thostenson dan Chou (1999), sifat-sifat dielektrik material
menentukan pengaruh medan elektromagnetik terhadap material yang dipanaskan.
Sifat dielektrik atau permitivitas adalah kemampuan material dielektrik untuk
menyimpan energi elektrostatik dalam medan magnet (Aguilar-reynosa et al.,
2017). Sifat dielektrik material dinyatakan dalam bentuk bilangan kompleks dengan
persamaan
�∗ = �� − ��" (5)
dengan ԑ’ adalah konstanta dielektrik dan ԑ” adalah rugi dielektrik. Konstanta
dielektrik (dielectric constant) adalah kemampuan molekul untuk terpolarisasi oleh
suatu medan listrik dan juga untuk menyimpan energi listrik; bagian ini merupakan
bagian nyata dari sifat-sifat dielektrik dalam bentuk kompleks (Aguilar-reynosa et
al., 2017). Sementara itu, rugi dielektrik (dielectric loss) adalah jumlah energi yang
hilang dari material untuk didisipasikan menjadi panas ketika berinteraksi dengan
gelombang mikro; bagian ini merupakan bagian imajiner dari sifat-sifat dielektrik
dalam bentuk kompleks (Aguilar-reynosa et al., 2017). Semakin rendah rugi
dielektrik, kemampuan material untuk menyerap gelombang mikro semakin kecil
(Zhao et al., 2010 dan Motasemi et al., 2014). Rugi dielektrik berkurang ketika
temperatur meningkat (Ayappa, 1997).
26
Bentuk lain yang umum untuk menyatakan sifat-sifat dielektrik adalah loss
tangent atau faktor disipasi (Aguilar-reynosa et al., 2017) yang dinyatakan dalam
persaman
Tan δ =�"
�� (6)
Faktor disipasi atau tangen rugi dielektrik adalah perbandingan antara rugi
dielektrik dengan konstanta dielektrik. Parameter ini digunakan untuk
mendeskripsikan kapasitas material yang dipanaskan dengan gelombang mikro
(Aguilar-reynosa et al., 2017). Berdasarkan faktor disipasi, material dapat
diklasifikasikan menjadi tiga kategori sebagai berikut (Aguilar-reynosa et al.,
2017).
1. Material konduktif, memiliki nilai tan δ < 0 dan tidak dapat ditembus oleh
gelombang mikro; contohnya logam.
2. Material nonkonduktor, memiliki nilai tan δ = 0,1-0,5 dan rugi dielektrik
yang rendah, cocok untuk dijadikan reaktor gelombang mikro; contohnya
teflon.
3. Material dielektrik, memiliki nilai tan δ > 0,5 dan dapat menyerap
gelombang mikro sehingga sangat ideal digunakan dalam pemanasan
dengan gelombang mikro; contohnya air.
2.2.5 Daya Gelombang Mikro
Persamaan dasar daya gelombang mikro dinyatakan sebagai berikut
(Gerling, 1987):
27
�� = �� + �� + �� (7)
Daya yang dihasilkan oleh magnetron (Pg) sama dengan jumlah daya yang
dipantulkan balik ke magnetron (PR), daya yang diserap oleh aplikator (Pa), dan
daya yang dikirim ke beban atau material yang dipanaskan di dalam aplikator (Pd).
Daya yang dipantulkan balik ke magnetron bergantung pada jumlah beban atau
material yang dipanaskan. Semakin banyak beban, semakin sedikit daya yang
dipantulkan balik ke magnetron, dan juga sebaliknya. Daya yang diserap oleh
aplikator disebabkan oleh timbulnya arus listrik pada permukaan logam dinding
aplikator. Daya yang dikirim ke beban atau material bergantung pada ukuran dan
penempatan material di dalam aplikator.
Menurut Thostenson dan Chou (1999), jika medan listrik dianggap seragam
pada material yang dipanaskan, daya yang diserap tiap satuan volume ditentukan
oleh persamaan
� = 2���"�� (8)
dengan P adalah daya yang diserap tiap satuan volume, f adalah frekuensi
gelombang mikro, ԑ” adalah rugi dielektrik, dan E adalah medan listrik.
2.2.6 Teknik Kontrol Daya Siklus Integral dan Modulasi Lebar Pulsa
Teknik kontrol daya dengan siklus integral sudah digunakan secara luas
untuk mengontrol daya AC karena dapat menghilangkan interferensi frekuensi
radio (McCarthy dan Danesh, 1978). Teknik ini dilakukan dengan mengatur waktu
on dan off dari sumber sehingga diperoleh daya rata-rata yang dibutuhkan oleh
28
beban (Nigim dan Heydt, 2002). Menurut McCharty dan Danesh (1978), daya rata-
rata yang diterima beban ditentukan dengan
����� =��
����� (9)
dengan NC adalah jumlah setengah gelombang saat konduksi (on), N adalah jumlah
total setengah gelombang, dan Pmax adalah daya maksimum.
Sumber: (Nigim dan Heydt, 2002)
Gambar 2.8 Kombinasi Teknik Kontrol Siklus Integral dan PWM
Modulasi lebar pulsa atau Pulse Width Modulation (PWM) digunakan untuk
mengatur waktu on dan off dengan menggunakan mikrokontroler. PWM adalah
serangkaian pulsa yang memiliki frekuensi dan magnitudo tetap dan lebar pulsa
yang dapat diatur (Yu et al., 1997). Keuntungan PWM antara lain proses switching
(perubahan kondisi on dan off) dapat dilakukan secara presisi dan meminimalkan
29
gangguan sinyal harmonik (Nigim dan Heydt, 2002). Keuntungan lainnya antara
lain mudah diterapkan dan dikontrol, kompatibel dengan mikroprosessor yang saat
ini terus berkembang, dan daya disipasi yang rendah (Yu et al., 1997). Kombinasi
teknik kontrol siklus integral dan PWM dapat menghasilkan gelombang keluaran
seperti ditunjukkan pada Gambar 2.10. Berdasarkan Gambar 2.10, dapat diketahui
bahwa metode kontrol siklus integral menghasilkan keluaran berupa gelombang
sinusoidal secara utuh. Hal ini berbeda dengan metode kontrol fase yang
menghasilkan gelombang sinusoidal yang terpotong. Gelombang sinusoidal yang
tidak sempurna dapat menyebabkan kerusakan komponen sehingga memperpendek
umur komponen tersebut (Sadati et al., 2008).
2.2.7 Triode Alternating Current (TRIAC)
Sumber: (Singh dan Khanchandani, 2008)
Gambar 2.9 Struktur dan Simbol TRIAC
30
Gambar 2.9 menunjukkan struktur dan simbol TRIAC. Menurut Singh &
Khanchandani (2008), TRIAC terdiri dari dua buah thyristor yang dihubungkan
secara paralel dan berlawanan arah. TRIAC memiliki tiga buah terminal, yaitu main
terminal MT1, MT2, dan gate G. Terminal MT1 adalah titik referensi untuk
pengukuran tegangan dan arus pada terminal G dan MT2.
Gambar 2.10 menunjukkan kurva karakteristik TRIAC. Kurva karakteristik
tersebut berdasarkan pada terminal MT1 sebagai titik referensi. Kuadran pertama
adalah daerah di mana MT2 positif dan MT1 negatif. Sebaliknya, kuadran ketiga
merupakan daerah di mana MT1 positif dan MT2 negatif. Tegangan puncak yang
diberikan ke TRIAC dalam kedua arah harus lebih kecil dari tegangan breakover
untuk mempertahankan kontrol dari G. TRIAC dapat dipicu dengan memberikan
arus G positif maupun negatif yang mempertahankan terminal MT2 pada potensial
positif atau negatif. Pemicuan dapat diberikan dalam bentuk gelombang searah
maupun bolak-balik.
Sumber: (Singh dan Khanchandani, 2008)
Gambar 2.10 Kurva Karakteristik TRIAC
31
2.2.8 IC MOC3041
Gambar 2.11 menunjukkan bentuk fisik dan diagram skematik dari IC
MOC3041. IC MOC3041 terdiri dari dioda inframerah yang terhubung secara optik
dengan sebuah detektor yang berfungsi sebagai zero voltage detector untuk
mengendalikan TRIAC (Motorola, 1995). Bagian dioda inframerah adalah terminal
1 dan 2 yang masing-masing bertindak sebagai anode dan katode. Terminal 4 dan
6 merupakan output yang akan dihubungkan dengan TRIAC.
Sumber: (Motorola, 1995)
Gambar 2.11 Bentuk Fisik dan Diagram Skematik IC MOC3041
2.2.9 Karbon Aktif (Activated Carbon)
Karbon aktif merupakan senyawa karbon yang telah ditingkatkan daya
adsorpsinya dengan proses aktivasi (Idrus dkk., 2013). Pada proses aktivasi terjadi
penghilangan hidrogen, gas, dan air dari permukaan karbon sehingga terbentuk
pori-pori baru akibat pengikisan atom karbon melalui proses oksidasi atau
pemanasan. Karbon aktif umumnya mempunyai luas permukaan pori yang sangat
32
besar, berkisar 300 – 2000 m2/g (Danarto dan T., 2008). Luas permukaan yang besar
ini disebabkan karena karbon mempunyai struktur permukaan yang berongga,
sehingga mempunyai kemampuan menyerap gas atau zat yang berada dalam larutan
(Janowska et al., 1991).
Berdasarkan diameter porinya, karbon aktif dapat dikelompokkan menjadi
tiga, yaitu makropori, mesopori, dan mikropori (McDougall, 1991). Karbon aktif
makropori memiliki diameter pori lebih dari 50 nm, karbon aktif mesopori memiliki
diameter pori 2 nm – 50 nm, sedangkan karbon aktif mikropori memiliki diameter
pori kurang dari 2 nm (Danarto dan T., 2008).
Proses pembuatan karbon aktif dilakukan melalui tiga tahap, yaitu dehidrasi,
karbonisasi, dan aktivasi (Danarto dan T., 2008). Pada tahap dehidrasi, bahan baku
dipanaskan sampai suhunya mencapai 105 ℃ untuk menghilangkan kandungan air.
Tahap karbonisasi merupakan proses pirolisis, yaitu proses dekomposisi termal
pada suhu 600 – 1100 ℃. Selama proses ini, unsur-unsur selain karbon seperti
hidrogen dan oksigen dibebaskan dalam bentuk gas. Pada proses aktivasi, ukuran
pori karbon aktif bertambah besar karena hidrokarbon yang menyumbat pori-pori
terbebaskan. Proses aktivasi dapat dilakukan secara fisika maupun kimia. Aktivasi
secara fisika dilakukan dengan mengalirkan uap atau udara pada suhu 800 – 1000
℃, sedangkan aktivasi secara kimia dilakukan dengan merendam bahan baku pada
bahan kimia seperti HCl, NaCl, dan sebagainya.
66
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa
hal sebagai berikut.
4. Sinyal kontrol PWM yang dihasilkan bekerja dengan baik dengan rata-rata
kesalahan frekuensi sebesar 0%, rata-rata kesalahan duty cycle sebesar
0,15%, dan rata-rata switching loss sebesar 0,1%.
5. Metode kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa yang
dirancang hasilnya sesuai dengan teori dan memiliki performa yang cukup
baik. Metode tersebut bekerja dengan baik dalam mengontrol tegangan catu
filamen dan tegangan catu anode magnetron dengan switching loss masing-
masing sebesar 0,67% dan 0,83%. Selain itu, metode tersebut dapat
mengontrol daya magnetron dengan baik dengan kesalahan daya sebesar
0,74%.
6. Metode kontrol daya siklus integral dan modulasi lebar pulsa yang
dirancang dapat bekerja paling optimal pada daya 100% atau 900 W dengan
nilai switching loss sebesar 0% dan kesalahan daya sebesar 0%.
67
5.2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang telah diperoleh, penulis menyadari bahwa
hasil penelitian ini masih memiliki banyak kekurangan. Berikut ini saran dari
penulis untuk perbaikan penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan penelitian
ini.
1. Nilai kesalahan pengontrol daya perlu dikurangi agar nilainya mendekati
0%, baik dengan mengembangkan metode kontrol daya yang sama dengan
penelitian ini maupun menggunakan metode kontrol daya yang lain.
2. Dalam penelitian ini tidak dibahas gangguan harmonik dan efisiensi
sehingga untuk penelitian berikutnya perlu mempertimbangkan gangguan
harmonik dan efisiensi tersebut agar daya yang diberikan ke magnetron
lebih optimal.
68
DAFTAR PUSTAKA
Aguilar-reynosa, A., Romaní, A., Rodríguez-jasso, R. M., Aguilar, C. N., Garrote,
G., & Ruiz, H. A. (2017). Microwave Heating Processing as Alternative of
Pretreatment in Second- Generation Biorefinery : An Overview. Energy
Conversion and Management, 136, 50–65.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.01.004
Ahmad, A. M., Azreen, N., Puad, A., & Solomon, O. (2014). Kinetic , equilibrium
and thermodynamic studies of synthetic dye removal using pomegranate peel
activated carbon prepared by microwave-induced KOH activation. Water
Resources and Industry, 6, 18–35. https://doi.org/10.1016/j.wri.2014.06.002
Ahmed, M. J., & Theydan, S. K. (2014). Optimization of Microwave Preparation
Conditions for Activated Carbon from Albizia lebbeck Seed Pods for
Methylene Blue Dye Adsorption. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,
105, 199–208. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.11.005
Alslaibi, T., Abustan, I., Azmeir, M., & Foul, A. A. (2012). Review : Comparison
of agricultural by-products activated carbon production methods using surface
area response. Awam International Conference on Civil Engineering, 528–
538.
Ania, C. O., Menendez, J. A., Parra, J. B., & Pis, J. J. (2004). Microwave-induced
regeneration of activated carbons polluted with phenol: A comparison with
conventional thermal regeneration. Carbon, 42, 1383–1387.
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2004.01.010
Ao, W., Fu, J., Mao, X., Kang, Q., Ran, C., Liu, Y., & Zhang, H. (2018). Microwave
assisted preparation of activated carbon from biomass : A review. Renewable
and Sustainable Energy Reviews, 92, 958–979.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.051
Ayappa, K. G. (1997). Modelling Transport Processes During Microwave Heating:
A Review. Reviews in Chemical Engineering, 13(2), 1–69.
Binner, E. R., Robinson, J. P., Silvester, S. A., Kingman, S. W., & Lester, E. H.
(2014). Investigation into the mechanisms by which microwave heating
enhances separation of water-in-oil emulsions. FUEL, 116, 516–521.
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.08.042
69
Bradshaw, S. M., Wyk, E. J. Van, & Swardt, J. . B. de. (1998). Microwave heating
principles and the application to the regeneration of granular activated carbon.
Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy, 201–212.
Chandrasekaran, S., Ramanathan, S., & Basak, T. (2013). Microwave food
processing — A review. Food Research International, 52(1), 243–261.
https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.02.033
Cheng, C., Liu, H., Dai, P., Shen, X., Zhang, J., Zhao, T., & Zhu, Z. (2016).
Microwave-assisted preparation and characterization of mesoporous activated
carbon from mushroom roots by phytic acid ( C 6 H 18 O 24 P 6 ) activation.
Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 67, 532–537.
https://doi.org/10.1016/j.jtice.2016.08.032
Cheng, S. F., L., M. N., & Chuah, C. H. (2011). Microwave pretreatment : A clean
and dry method for palm oil production. Industrial Crops & Products, 34(1),
967–971. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.03.002
Cheng, W. M. (2004). Microwave Power Control Strategies on the Drying Process.
McGill University.
Clark, D. E., & Sutton, W. H. (1996). Microwave Processing of Materials. Chicago.
Danarto, Y. C., & T., S. (2008). Pengaruh Aktivasi Karbon dari Sekam Padi pada
Proses Adsorpsi Logam Cr(VI). Ekuilibrium, 7(1), 13–16.
Decareau, R. V., & Peterson, R. A. (1986). Microwave processing and engineering.
WILEY-VCH Verlag GMBh.
DeRoos, B. G., Wilson, G., Lyon, F., & Pope, W. S. (1993). Technical Survey and
Evaluation of Underwater Sensors and Remotely Operated Vehicles.
Columbus.
Duan, X., Srinivasakannan, C., Wang, X., Wang, F., & Liu, X. (2016). Synthesis of
activated carbon fibers from cotton by microwave induced H3PO4 activation.
Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 0, 1–8.
https://doi.org/10.1016/j.jtice.2016.10.036
Faharuddin, A., & Wibisana, G. (2012). Simulasi Kualitas Daya Saluran Distribusi
Sekunder Perumahan. Jurnal Nasional Teknik Elektro, 1(1), 42–50.
Farag, S., Sobhy, A., Akyel, C., Doucet, J., & Chaouki, J. (2012). Temperature
profile prediction within selected materials heated by microwaves at 2.45
GHz. Applied Thermal Engineering, 36, 360–369.
70
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.10.049
Ferrera-lorenzo, N., Fuente, E., Suarez-ruiz, I., & Ruiz, B. (2014). KOH activated
carbon from conventional and microwave heating system of a macroalgae
waste from the Agar – Agar industry. Fuel Processing Technology, 121, 25–
31. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2013.12.017
Geiger, C. A. (2004). An introduction to spectroscopic methods in the mineral
sciences and geochemistry. EMU Notes in Mineralogy, 6(1), 1–42.
Georgin, J., Dotto, L. G., Mazutti, A. M., & Foletto, L. E. (2016). Preparation of
activated carbon from peanut shell by conventional pyrolysis and microwave
irradiation-pyrolysis to remove organic dyes from aqueous solutions. Journal
of Environmental Chemical Engineering, 4(1), 266–275.
https://doi.org/10.1016/j.jece.2015.11.018
Gerling, J. E. (1987). Microwave Oven Power : A Technical Review. Journal of
Microwave Power and Electromagnetic Energy, 22(4), 199–207.
https://doi.org/10.1080/08327823.1987.11688024
Gimersky, M., & Ernst, M. (2015). Modeling of large microwave cavities for
industrial and scientific applications.
Heggannavar, M. (2015). Power Supply Design for Magnetron Power Source from
Single Phase Supply. International Conference on Energy Systems and
Applications, 546–551.
Hesas, R. H., Arami-niya, A., Daud, W. M. A. W., & Sahu, J. N. (2013). Preparation
of granular activated carbon from oil palm shell by microwave-induced
chemical activation : Optimisation using surface response methodology.
Chemical Engineering Research and Design, 1–10.
https://doi.org/10.1016/j.cherd.2013.06.004
Idrus, R., Lapanporo, B. P., & Putra, Y. S. (2013). Pengaruh Suhu Aktivasi
Terhadap Kualitas Karbon Aktif Berbahan Dasar Tempurung Kelapa. Prisma
Fisika, I(1), 50–55.
Imenokhoyev, I., Windsheimer, H., Waitz, R., Kintsel, N., & Linn, H. (2013).
Microwave Heating Technology: Potentials and Limits. Process Engineering,
90(4), 41–49.
Janowska, H., Swiatkwoski, A., & Choma, J. (1991). Activated Carbon. Chycheste:
Ellis Horwood Ltd.
71
Kim, M., Choi, W., Jeong, I., Park, H., & Park, K. (2016). New Driving Method of
Magnetron Power Supply for Sulfur Plasma Lamp. IEEE Transactions on
Industrial Electronics, 1–9. https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2565441
Korkua, S. K., Member, I., Chandhaket, S., Thinsurat, K., & Pornbandit, K. (2016).
Design of Automatic Phase-controlled Converter based on Temperature for
Microwave Drying System. IEEE, 1–6.
Lin, Y., Chen, S., Wu, T., Yang, P., Jhang, S., & Lin, J. (2014). Energy-saving and
rapid transesterification of jatropha oil using a microwave heating system with
ionic liquid catalyst. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,
0, 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2014.11.014
Lyng, J. G., Arimi, J. M., Scully, M., & Marra, F. (2014). The influence of
compositional changes in reconstituted potato flakes on thermal and dielectric
properties and temperatures following microwave heating. Journal of Food
Engineering, 124, 133–142. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2013.09.032
Mangkuatmodjo, S. (2015). Statistik Deskriptif. Jakarta: Rineka Cipta.
Mashhadi, S., Javadian, H., Ghasemi, M., Saleh, T. A., & Gupta, V. K. (2016).
Microwave-induced H2SO4 activation of activated carbon derived from rice
agricultural wastes for sorption of methylene blue from aqueous solution.
Desalination and Water Treatment, 1–14.
https://doi.org/10.1080/19443994.2015.1119737
McCarthy, E. P., & Danesh, J. (1978). A Novel Method of Direct Digital Integral-
Cycle Power Control. IEEE Transactions on Industrial Electronics and
Control Instrumentation, 25(2).
McDougall, G. J. (1991). The Physical Nature and Manufacture of Activated
Carbon. Journal of The South African Institute of Mining and Metallurgy,
91(4), 109–120.
Mekonnen, S. A., Yenikaya, S., Yenikaya, G., & Yılmaz, G. (2018). Effects of
Dielectric Properties of the Material located inside Multimode Applicator on
Microwave Efficiency. Advances in Science, Technology, and Engineering
Systems Journal, 3(3), 61–66.
Meram, A., & Onen, U. (2019). Vibration analysis of a novel magnetic-viscous
nonlinear passive isolator via finite element simulation. Turkish Journal of
Electrical Engineering & Computer Sciences, 27, 2309–2320.
https://doi.org/10.3906/elk-1807-195
72
Meredith, R. (1998). Engineers’ Handbook of Industrial Microwave Heating.
London: The Institution of Electrical Engineers.
Merwe, J. P. Van der, & Swardt, J. B. de. (2017). Power Control of a Domestic
Microwave Oven. IEEE Africon 2017 Proceedings, 574–578.
Mirmanto, Mulyanto, A., & Hidayatullah, L. R. (2017). Hubungan ketinggian dan
diameter lubang udara tungku pembakaran biomassa dan efisiensi tungku.
Jurnal Teknik Mesin, 6(4), 225–230. https://doi.org/10.22441/jtm.v6i4.2048
Mishra, R. R., & Sharma, A. K. (2016). Microwave – material interaction
phenomena : Heating mechanisms , challenges and opportunities in material
processing. Composites: Part A, 81, 78–97.
https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.10.035
Motasemi, F., Afzal, M. T., Salema, A. A., Mouris, J., & Hutcheon, R. M. (2014).
Microwave dielectric characterization of switchgrass for bioenergy and
biofuel. Fuel, 124, 151–157. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.01.085
Motorola. (1995). 6-Pin DIP Zero-Cross Optoisolators Triac Driver Output
MOC3041. Tokyo.
Mourão, P. A. M., Laginhas, C., Custódio, F., Nabais, J. M. V., Carrott, P. J. M., &
Carrott, M. M. L. R. (2011). Influence of oxidation process on the adsorption
capacity of activated carbons from lignocellulosic precursors. Fuel Processing
Technology, 92(2), 241–246. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2010.04.013
Nigim, K. A., & Heydt, G. T. (2002). Power quality improvement using integral-
PWM control in an AC / AC voltage converter. Electric Power System
Research, 63, 65–71.
Nugroho, F. C. (2017). Penggunaan Filter Pasif untuk Mereduksi Harmonisa
Akibat Pemakaian Mesin Las Listrik. Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Onyango, J. P., & Plews, A. M. (1987). A Textbook of Basic Statistics. Nairobi: East
African Educational Publisher.
Putra, A. D., Yusuf, I., & Gani, U. A. (2016). Studi Potensi Limbah Biomassa
Kelapa Sawit Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Di PT
Perkebunan Nusantara XIII PKS Parindu. Pontianak.
Rediansyah, H., Khairurrijal, & Viridi, S. (2015). Static electric field mapping using
a mosquito racket and baby oil. Physics Education, 50(6), 690–693.
https://doi.org/10.1088/0031-9120/50/6/690
73
Reis, S. G. dos, Wilhelm, M., Canuto, T., Silva, D. A., Rezwan, K., Hoffmann, C.,
… Souza, U. de. (2016). The use of design of experiments for the evaluation
of the production of surface rich activated carbon from sewage sludge via
microwave and conventional pyrolysis. Applied Thermal Engineering, 93,
590–597. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.09.035
Rodriguez-jasso, R. M., Mussatto, S. I., Pastrana, L., Aguilar, C. N., & Teixeira, J.
A. (2013). Chemical composition and antioxidant activity of sulphated
polysaccharides extracted from Fucus vesiculosus using different
hydrothermal processes. https://doi.org/10.2478/s11696-013-0430-9
Sadati, S., Tahani, A., Jafari, M., & Dorgahi, M. (2008). Derating of Transformers
unde Non-Sinusoidal Loads. IEEE 11th International Conference on
Optimization of Electrical and Electronic Equipment, 263–268. Brasov,
Romania.
Salazar-gonzález, C., Martin-gonzales, M. F. S., Lopez-malo, A., & Sosa-morales,
M. E. (2012). Recent Studies Related to Microwave Processing of Fluid Foods.
Food Bioprocess Technol, 5, 31–46. https://doi.org/10.1007/s11947-011-
0639-y
Singh, M. D., & Khanchandani, K. B. (2008). Power Electronics (2nd ed.). New
Delhi: McGrwa-Hill.
Sjaferial, A., Penangsang, O., & Riawan, D. C. (2015). Peredaman Resonansi
Harmonisa Pada Sistem Kelistrikan Industri Menggunakan Filter Hybrid
Dengan Konduktansi Variable. Jurnal Teknik ITS, 4(1), 181–186.
Stuerga, D. (2006). Microwave – Material Interactions and Dielectric Properties ,
Key Ingredients for Mastery of Chemical Microwave Processes. In A. Loupy
(Ed.), Microwave in Organic Synthesis (2nd ed., pp. 1–61). Weinheim:
WILEY-VCH Verlag GMBh.
Sturm, G. S. J., Verweij, M. D., Stankiewicz, A. I., & Stefanidis, G. D. (2014).
Microwaves and microreactors : Design challenges and remedies. Chemical
Engineering Journal, 243, 147–158. https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.12.088
Sugiyono. (2016). Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta.
Sun, J., Wang, W., & Yue, Q. (2016). Review on Microwave-Matter Interaction
Fundamentals and Efficient Microwave-Associated Heating Strategies.
Materials, 9(231), 1–25. https://doi.org/10.3390/ma9040231
Thostenson, E. T., & Chou, T. W. (1999). Microwave processing : fundamentals
74
and applications. Composites, 30, 1055–1071.
Wu, M., Li, R., He, X., Zhang, H., Sui, W., & Tan, M. (2015). Microwave-assisted
preparation of peanut shell-based activated carbons and their use in
electrochemical capacitors. New Carbon Materials, 30(1), 86–91.
https://doi.org/10.1016/S1872-5805(15)60178-0
Xie, Z., Yang, J., Huang, X., & Huang, Y. (1999). Microwave Processing and
Properties of Ceramics with Different Dielectric Loss. Journal of European
Ceramic Society, 19, 381–387.
Yi, H., Li, F., Ning, P., Tang, X., Peng, J., Li, Y., & Deng, H. (2013). Adsorption
separation of CO2 , CH4 , and N2 on microwave activated carbon. Chemical
Engineering Journal, 215–216, 635–642.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.11.050
Yu, Z., Mohammed, A., & Panahi, I. (1997). A Review of Three PWM Techniques.
Proceedings of the American Control Conference, 257–261. Albuquerque.
Zhao, X., Zhou, Y., Zheng, G., & Liu, D. (2010). Microwave Pretreatment of
Substrates for Cellulase Production by Solid-State Fermentation. Appl
Biochem Biotechnol, 160, 1557–1571. https://doi.org/10.1007/s12010-009-
8640-x
